Kosmisches Netz treibt Sterne und supermassereiche Schwarze Löcher an
Astronomen betrachten unser Universum jetzt alskosmisches Netz, bestehend aus massiven Filamenten von Galaxien, die durch riesige Hohlräume getrennt sind. Wir wissen nicht im Detail, wie dieses kosmische Netz aussieht. Die meisten unserer Erkundungen haben wir überComputermodelle, insbesondere dieModell der kalten dunklen Materiefür die Galaxienbildung, das derzeit von den meisten Kosmologen bevorzugte Modell. Das Modell zeigt, dass Filamente im kosmischen Netz – im Wesentlichen lange Gasfäden – den Treibstoff für die intensive Bildung von Sternen und supermassereichen Schwarzen Löchern liefern. Am 4. Oktober 2019 gaben Astronomen bekannt, dass sie nun Bilder eines besonders hellen Teils des kosmischen Netzes erhalten haben, einschließlich Gasfäden, die sich über 3 Millionen erstreckenLichtjahre. Sie sagen, es sei das erste Mal, dass das kosmische Netz in so großem Maßstab so detailliert abgebildet wurde. Und siehe, die Beobachtungen stimmen mit dem überein, was theoretisiert wurde. Die Region, in der sich diese riesigen Filamente treffen, beheimatet eine „außergewöhnliche Anzahl“ supermassereicher Schwarzer Löcher undsternenklare Galaxienmit sehr aktiver Sternentstehung.
Nach aktuellen Theorien zur Galaxienentstehung kann solch eine intensive Aktivität nur ausgelöst und über die Zeit aufrechterhalten werden, wenn große Mengen Gas aus den umliegenden Regionen in den sich zusammensetzenden Haufen geleitet werden.
Die Gruppe stellte fest, dass die entdeckten Filamente im kosmischen Netz ein bedeutendes Gasreservoir enthielten. Sie erwarten, dass dieses Gas dazu beiträgt, das weitere Wachstum von Galaxien in dieser Region anzukurbeln.
Diese Astronomen sind aus derRIKEN-Cluster für zukunftsweisende Forschungin Japan undUniversität Durhamin Großbritannien haben sie ein neues Papier herausgebracht,veröffentlichtin dempeer-reviewedTagebuchWissenschaft. Eine Einführung in ihr Papier erklärt:
Das meiste Gas im Universum liegt im intergalaktischen Medium [zwischen den Galaxien], wo es sich zu Schichten und Filamenten des kosmischen Netzes formt. An der Kreuzung dieser Filamente bilden sich Galaxienhaufen, die von Gas gespeist werden, das von der Schwerkraft an ihnen entlang gezogen wird. Obwohl dieses Bild durch kosmologische Simulationen gut etabliert ist, war es schwierig, es durch Beobachtungen zu demonstrieren.
Ein massiver Galaxienhaufen aus der C-EAGLE-Simulation, ausgeführt von der Durham University. Dieses Bild bietet einen Blick auf eine Region unseres Universums, die mit der vergleichbar ist, in der Astronomen jetzt Gasfäden entdeckt haben. In dieser Farbkarte – die durch ausgeklügelte Computermodellierung erstellt wurde – sehen Sie die gleiche Emission von Gasfilamenten wie die, die jetzt in Beobachtungen entdeckt wurde. An der Konvergenz dieser Filamente bildet sich ein massiver Galaxienhaufen. Bild über Joshua Borrow mitC-Adler.
Die neue Forschung wurde mit Beobachtungen des Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte durchgeführt. Ihre Aussage erklärte:
Die Astronomen entdeckten die Gasfäden anhand der charakteristischen Strahlung, die entsteht, wenn das enthaltene neutrale Wasserstoffgas durch umgebendes ultraviolettes Licht angeregt wird und dann in seinen niedrigsten Energiezustand zurückkehrt.
Die entdeckte Strahlung war zu intensiv, um nur von dem typischen Hintergrundniveau des ultravioletten Lichts zu stammen, das das Universum durchdringt, und die Modelle der Forscher legen stattdessen nahe, dass sie vom Licht der vielen sternbildenden Galaxien und Schwarzen Löcher in der Region angetrieben wird .
HauptautorHideki Umehata, vom RIKEN Cluster for Pioneering Research und der University of Tokyo, sagte:
Das Vorhandensein einer so intensiven Strahlung deutet sehr stark darauf hin, dass Gas, das unter der Schwerkraft entlang der Filamente fällt, die Bildung vieler sternförmiger Galaxien und supermassereicher Schwarzer Löcher auslöst und dem Universum letztendlich die Struktur verleiht, die wir heute sehen.
Frühere Beobachtungen haben eine ähnliche Emission von Gasblobs gezeigt, die sich über Galaxien hinaus erstrecken, aber jetzt konnten wir deutlich zeigen, dass sich diese Filamente über viel größere Entfernungen erstrecken und sogar über den Rand des von uns betrachteten Feldes hinausgehen.
Dies verleiht der Idee, dass diese Filamente tatsächlich die intensive Aktivität antreiben, die wir in Galaxien innerhalb großer Strukturen sehen, die sich im frühen Universum ansammeln, Glaubwürdigkeit.
Astronomen glauben, dass das frühe Universum fast einheitlich war, als es sich vom Urknall nach außen ausdehnte. Einige Milliarden Jahre nach dem Urknall hatten sich Gebiete mit etwas höherer Dichte zu Galaxienhaufen und -gruppen entwickelt, mit dünn besiedelten Regionen ohne Galaxien dazwischen. Das Universum als Ganzes hat sich zu dieser wabenartigen Struktur entwickelt, die manchmal als „kosmisches Netz“ bezeichnet wird. In der Illustration dieses Künstlers ist Mpc/h eine Entfernungseinheit, wobei 1 Mpc/h mehr als 3,2 Millionen Lichtjahre beträgt. Bild über Volker Springel, Jungfrau-Konsortium.
Fazit: Astronomen in Großbritannien und Japan untersuchten das kosmische Netz, eine großräumige Struktur, die aus massiven Galaxienfilamenten besteht, die durch riesige Hohlräume getrennt sind. Sie fanden heraus, dass die Filamente auch erhebliche Mengen an Gas enthielten, von denen angenommen wird, dass sie das Wachstum der Galaxien ankurbeln. Die neuen Beobachtungen geben Wissenschaftlern eine Möglichkeit, das kosmische Netz direkt zu kartieren und seine Rolle bei der Regulierung der Bildung supermassereicher Schwarzer Löcher und Galaxien im Detail zu verstehen.
Quelle: Gasfilamente des kosmischen Netzes um aktive Galaxien in einem Protocluster